Trong sản xuất vải thun, các dòng quy trình chứa các dung môi phân cực như DMAC hoặc DMF, isocyanate không phản ứng và các chất mở rộng chuỗi amin. Phần trùng hợp chạy ở nhiệt độ trên 200 độ. Các thiết bị hạ nguồn trải qua các chu trình làm nóng và làm mát lặp đi lặp lại và thỉnh thoảng làm sạch bằng hơi nước. Trong môi trường đó, ăn mòn cục bộ-rỗ, tấn công kẽ hở và nứt ăn mòn do ứng suất-là nguyên nhân thường xuyên gây ra hư hỏng ở thép không gỉ 316L và một số hợp kim niken.
Các phụ kiện đường ống titan đã trở thành một lựa chọn tiêu chuẩn trong toàn ngành, không phải là một bản nâng cấp kỳ lạ mà là một giải pháp đã được chứng minh cho các vấn đề về độ tin cậy thường xuyên xảy ra. Phần sau đây đề cập đến vị trí và lý do các thành phần titan thường được chỉ định nhiều nhất, dựa trên kinh nghiệm thực tế của nhà máy.
Lò phản ứng trùng hợp
Các kết nối bên trong lò phản ứng – vòi phun cấp liệu, ống bọc nhiệt và mặt bích đường tuần hoàn – tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp isocyanate nóng và dung môi phân cực. Sự kết hợp giữa nhiệt độ cao và sự hiện diện của clorua từ một số hệ thống xúc tác nhất định làm cho sự ăn mòn ở kẽ hở trở thành mối lo ngại thực sự, đặc biệt là dưới các miếng đệm và mối nối ren. Titan loại 2 và 7 (loại 7 có thêm palladium, để có khả năng chống chịu axit khử tốt hơn) thường được sử dụng. Hồ sơ hiện trường cho thấy giếng nhiệt titan thường tồn tại lâu hơn các lựa chọn thay thế không gỉ theo hệ số từ ba đến năm mà không bị mất thành phần nào có thể đo lường được sau vài năm hoạt động.
Thiết bị trao đổi nhiệt
Bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống và dạng tấm xử lý cả nhiệm vụ gia nhiệt và làm mát – làm mát bằng nhựa nóng chảy, gia nhiệt sơ bộ bằng dung môi và dịch vụ bình ngưng cho DMAC thu hồi. Phía ống thường thấy nước muối hoặc nước làm mát, trong khi phía vỏ mang dung dịch polymer nóng hoặc dòng hơi. Ống titan và tấm ống loại bỏ nguy cơ nứt do ăn mòn do ứng suất clorua gây ra thường xuyên buộc ống phải bịt kín ở các đơn vị 316L hoặc 904L. Ngoài ra, bề mặt titan bám bẩn chậm hơn nên hệ số truyền nhiệt tổng thể ổn định hơn theo thời gian và ít cần vệ sinh cơ học hơn.
Đường ống chuyển giao quy trình
Dung dịch polymer di chuyển từ lò phản ứng đến bình khử khí, sau đó đến khu vực kéo sợi. Điều đó có nghĩa là đường ống dài chạy với khuỷu tay, chữ T và khớp nối mặt bích. Các đường này chịu áp suất cao và lớp polymer dày dính vào bất kỳ bề mặt thô bên trong nào. Lỗ khoan nhẵn làm giảm sự tích tụ, do đó độ giảm áp suất tăng chậm hơn và ít cần phải rửa dung môi hơn. Tại các điểm uốn cong và bộ phận giảm tốc, các hạt gel mài mòn sẽ ăn mòn các kim loại mềm hơn, nhưng titan giữ lại tốt hơn nên những phụ kiện đó có tuổi thọ dài hơn.
Bộ lọc trượt đa tạp
Trước khi dope polyme đi vào gói kéo sợi, nó sẽ trải qua nhiều giai đoạn lọc – bộ lọc sơ bộ, vỏ hộp mực và đôi khi là các phần tử kim loại thiêu kết. Các ống góp và khớp nối ngắt kết nối nhanh xung quanh vỏ bộ lọc có áp suất tăng vọt mỗi khi hệ thống rửa ngược. Các gel cũng bị mài mòn. Các phụ kiện bằng titan rèn giữ cho bề mặt bịt kín nguyên vẹn sau hàng trăm chu kỳ kết nối-ngắt kết nối. Chúng không bị vón cục nên các sợi chỉ luôn sạch – điều không thể nói được đối với các loại thép không gỉ mềm hơn. Và titan không lọc bất kỳ ion kim loại nào vào dòng polymer, do đó dịch lọc không chứa các chất gây ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến màu sắc hoặc độ ổn định của sợi.
Các thành phần của gói kéo sợi
Bên trong gói kéo sợi, các tấm phân phối dòng và vòng đệm kín là những bộ phận nhỏ nhưng có chức năng quan trọng. Dung dịch polyme ở giai đoạn này có độ nhớt cao và chứa các gel mịn có xu hướng bám vào các bề mặt gồ ghề, gây ra sự dao động áp suất và sau đó là đứt sợi. Lớp hoàn thiện bề mặt của titan có thể được gia công ở độ nhám rất thấp và bản chất không xúc tác của nó có nghĩa là nó không gây ra bất kỳ phản ứng phụ nào có thể làm mất màu polyme. Dữ liệu của nhà máy chỉ ra rằng các gói kéo sợi được trang bị bộ phận bên trong bằng titan cho thấy chỉ số áp suất ổn định hơn trong chiến dịch 30 ngày so với các giải pháp thay thế được phủ không gỉ, trong đó lớp phủ thường bị mài mòn dẫn đến hiệu suất bị lệch sau hai tuần.
Kết nối phụ trợ bể chứa
Bể chứa trung gian dành cho dung môi, hỗn hợp monome và dung dịch polymer thành phẩm được trang bị cầu đo mức, vòi phun ở đáy và vòi giảm áp. Ngay cả sự ăn mòn nhỏ trong các đường dây phụ trợ này cũng có thể tạo ra các ion kim loại ảnh hưởng đến độ ổn định nhiệt của vật liệu được lưu trữ. Các phụ kiện bằng titan trên các kết nối có đường kính nhỏ này cung cấp khả năng chống ăn mòn vẫn đáng tin cậy trong cả điều kiện bảo quản ở nhiệt độ môi trường xung quanh và nhiệt độ cao. Vật liệu này cũng chịu được ứng suất giãn nở chênh lệch xảy ra trong quá trình thoát hơi nước trong bể mà không tạo ra các vết nứt tại các mối hàn.
Vòng lặp phục hồi và tái chế
Phần thu hồi và chưng cất xử lý cặn có thể có tính axit (pH 4‑7) và chứa chất xúc tác và nước. Hơi nước cũng được sử dụng để tái sinh. Titan chịu được các điều kiện khác nhau mà không làm giảm độ dày. Việc kiểm tra độ dày thành ống titan hàng năm cho thấy hầu như không giảm, trong khi các đường ống 317L trong cùng dịch vụ thường cần thay thế trong vòng chưa đầy hai năm.
Nhìn chung, titan được chỉ định trong các dịch vụ này vì đơn giản là nó có tuổi thọ lâu hơn và gây ra ít lần dừng đột xuất hơn. Nhiều nhà máy đã chuyển sang sử dụng phụ kiện titan báo cáo các chiến dịch dài hơn và ít công việc sửa chữa hơn. Khi tốc độ sản xuất tăng lên và các điều kiện xử lý ngày càng khắt khe hơn, việc sử dụng titan cũng có khả năng lan rộng sang các bộ phận khác của nhà máy, đặc biệt là khi các loại chất đàn hồi mới yêu cầu nhiệt độ cao hơn hoặc dung môi mạnh hơn.
